[发明专利]一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用，所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：将巯基化的海藻酸盐的溶液和含有共轭双键的明胶的溶液混合，得到纺丝原液，将纺丝原液进行纺丝和交联，得到所述海藻酸盐纤维。本发明所述方法制备的海藻酸盐纤维具有纳米量级的取向拓扑形貌，而纤维直径在微米量级，很好地平衡了纳米‑微米两种拓扑结构对细胞行为的尺寸效应影响。此外，本发明所述海藻酸盐纤维可以作为生物医药材料，支持神经干细胞增殖。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用。

背景技术

海藻酸盐是一种重要的海洋生物材料，尤其是其可以与金属阳离子发生耦合得到快速固化的水凝胶，在生物医用领域具有广泛应用。生物纤维是具有生物活性和功能的纤维材料。现阶段，利用生物材料制备生物纤维主要有静电纺丝和湿法纺丝两种方案。湿法纺丝技术重要的纺丝工艺技术，具体的是将原液从喷丝孔压出形成细流，流体在凝固液中成型为纤维。可以利用湿法纺丝技术制备海藻酸盐纤维或海藻酸盐复合纤维。现有的海藻酸盐纤维或海藻酸盐复合纤维已有广泛报道，其纤维直径在微米量级。静电纺丝是将聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝从而从针头延伸处得到聚合物纤维，其纤维直径在纳米量级。对于海藻酸盐而言，可以利用湿法纺丝或静电纺丝得到不同直径的生物纤维。

CN109021256A公开了一种杂化交联和预拉伸获得低溶胀高强度水凝胶的制备方法。其公开的制备方法首先将硅酸钠与丙烯酰胺及海藻酸钠一起溶于水，引发丙烯酰胺聚合，经钙离子交联在水凝胶中原位生成硅酸钙纳米粒子。硅酸钙与海藻酸分子链之间通过钙离子交联形成有机-无机杂化结构，这些杂化结构提高了海藻酸盐凝胶网络的稳定性，增强了海藻酸盐网络与聚丙烯酰胺网络之间的“纠缠作用”，分担承载网络变形所转移的应力，提高杂化水凝胶的强度，降低其在生理环境下的溶胀。利用葡萄糖酸-δ-内酯水解释放的氢离子与硅酸钙反应，生成表面含介孔硅胶的硅酸钙。经过预拉伸处理使水凝胶中的纳米粒子和聚合物取向，进一步提高杂化水凝胶的强度。但是其公开的海藻酸盐型水凝胶不涉及取向的设计，无法调节不同直径，获得不同的生理功能。

CN106913393A公开了一种具有诱导神经再生活性的人工神经支架，其公开的神经支架包含“双层神经导管”、“取向纳米纤维束”、“天然高分子粘合剂”三个部件，是在“取向纳米纤维束”的外面直接制备“双层神经导管”，然后将“天然高分子粘结剂”灌注于“取向纳米纤维束”空隙中制得。“取向纳米纤维束”由双组份纳米纤维膜卷制而成，稀疏排列的纳米纤维束有利于神经细胞长入；神经导管“外层”由疏水性较强的致密纳米纤维膜管构成，可防止结缔组织长入，“内层”由双组份纳米纤维膜管构成，有利于毛细血管的重建；“天然高分子粘合剂”是由天然高分子材料制得的水溶液，可添加干细胞，但是其公开的人工神经支架中涉及的“取向纳米纤维束”难以平衡“纳米量级”和“微米量级”的关系。

目前，生物纤维具有良好的取向，不同直径的生物纤维在生理功能上具有不同的适用机理。微米量级直径的生物纤维可以帮助细胞增殖而纳米量级的生物纤维具有调控细胞分化行为的作用。但是现有的海藻酸盐基纤维难以平衡上述两者的关系。

综上所述，开发一种能平衡上述二者关系的海藻酸盐纤维至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用，所述方法制备的海藻酸盐纤维能平衡“纳米量级”和“微米量级”的关系，可作为生物医用材料发挥作用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种海藻酸盐纤维的制备方法，所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：

将巯基化的海藻酸盐的溶液和含有共轭双键的明胶的溶液混合，得到纺丝原液，将纺丝原液进行纺丝和交联，得到所述海藻酸盐纤维。